67. Механизмы поддержания кос почками.
Буферными системами называют растворы, состоящие из слабой кислоты и её соли и сохраняющие постоянство концентрации водородных ионов (рН) при добавлении некоторого количества кислоты или щелочи, а также при разбавлении и концентрировании. В организме постоянно образуются большие количества кислых продуктов.
Буферные системы:
бикарбонатная- в крови
фосфатная-в тканях
белковая-в тканях
гемоглобиновая- в тканях
Буферные системы в организме функционируют в тесной взаимосвязи друг с другом. Транспорт углекислого газа и кислорода в тканях и легких возможен только при взаимодействии гемоглобинового, оксигемоглобинового и бикарбонатного буферов. Буферные системы начинают действовать сразу же при увеличении или снижении [Н+], и, следовательно, представляют собой первую мобильную и действенную систему компенсации сдвигов рН. Например, буферы крови способны устранить умеренные сдвиги КОС в течение 10—40 с. Принцип действия химических буферных систем заключается в трансформации сильных кислот и сильных оснований в слабые. Эти реакции реализуются как внутри- так и внеклеточно (в крови, межклеточной, спинномозговой и других жидких средах) Механизмы действия буферных систем. В плазме крови важной является бикарбонатная буферная система, состоящая из угольной кислоты (Н2СО3) и ее соли - бикарбоната натрия (NаНСОз), имеющих общий ион НСО3-. Данное соотношение постоянно поддерживается в пропорции 1/20. Механизм действия этой буферной системы заключается в том, что при поступлении в кровь относительно больших количеств кислот происходит следующая реакция: NaHCO3 + HCI NaCI + Н2СО3 Водородные ионы (Н+) кислот соединяются с ионами бикарбоната (НСО3-), образуя слабодиссоциирующую угольную кислоту - Н2СО3. При этом избыток хлористого натрия легко выделяется почками, а угольная кислота под влиянием фермента карбоангидразы распадается на воду и углекислый газ, избыток которого быстро выводится легкими. Если же в крови увеличивается количество оснований, реакция идет по-другому: Н2СО3 + NaOH NaHCO3 + Н2О Щелочи, взаимодействуя со слабой угольной кислотой, образуют воду и ионы бикарбоната. При этом не происходит сколько-нибудь заметных сдвигов в величине рН. Уменьшение концентрации угольной кислоты компенсируется снижением выведения углекислого газа легкими. Бикарбонатный буфер обладает высокой чувствительностью и тесно взаимодействует практически со всеми физиологическими процессами, участвующими в поддержании КОС. Бикарбонатный буфер — система открытого типа, она ассоциирована с функцией внешнего дыхания и почек. Система внешнего дыхания поддерживает оптимальный уровень рСО2 крови (и как следствие — концентрацию Н2СО3), а почки — содержание аниона НСО3—. Именно это обеспечивает функционирование системы НСО3— / Н2СО3 в качестве эффективного и ёмкого буфера внеклеточной среды даже в условиях образования большого количества нелетучих кислот. Бикарбонатная буферная система используется как важный диагностический показатель состояния КОС организма в целом. Аналогичный механизм действия и другой буферной системы крови - фосфатной. Роль кислоты в этой системе играет однозамещенный фосфат (NаН2РО4), а роль соли - двузамещенный фосфат (Nа2НРO4). Данное соотношение поддерживается в пропорции 1/4. Общим ионом в этой системе является ион НРО4-. Буферная емкость этой системы меньше, т.к. фосфатов в крови меньше, чем бикарбонатов. Этот буфер "исполняет свою роль" преимущественно во внутриклеточной среде и в регуляции активной реакции мочи. Фосфатная буферная система играет существенную роль в регуляции КОС внутри клеток, особенно канальцев почек. Это обусловлено более высокой концентрацией фосфатов в клетках в сравнении с внеклеточной жидкостью. Наиболее мощной буферной системой крови являются белки, особенно гемоглобин. Белки являются амфолитами, т.е., веществами способными в зависимости от реакции среды, диссоциировать либо как кислоты (при защелачивании крови), либо как основания (при закислении крови). Белковая буферная система способна проявлять свои свойства за счет амфотерности белков, которые в одном случае реагируют со щелочами как кислоты (в результате реакции образуются щелочные альбумины), а в другом – с кислотами как щелочи (с образованием кислых альбуминов).
Гемоглобиновая буферная система – наиболее ёмкий буфер крови — составляет более половины всей её буферной ёмкости. Буферные свойства гемоглобину придает его способность находиться в двух формах - редуцированной и оксигенированной. Гемоглобиновый буфер состоит из кислого компонента — оксигенированного Hb — HbO2 и основного — неоксигенированного. HbO2 примерно в 80 раз сильнее диссоциирует с отдачей в среду Н+, чем Hb. Соответственно, он больше связывает катионов, главным образом К+. Основная роль гемоглобиновой буферной системы заключается в её участии в транспорте CO2 от тканей к лёгким. В капиллярах большого круга кровообращения HbO2 отдаёт кислород и присоединяет СО2. Восстановленный гемоглобин становится более слабой кислотой, и связывает ионы водорода. В эритроцитах СО2 под влиянием карбоангидразы взаимодействует с Н2О и образуется Н2СО3. Эта кислота диссоциирует на НСO3— и Н+, который соединяется с Hb. После этого анионы НСО3— из эритроцитов выходят в плазму крови. В обмен на эти анионы в эритроциты поступают ионы хлора (Cl—), для которого мембрана эритроцита проницаема, в то время как ион натрия, для которого мембрана эритроцита практически непроницаема, остается в жидкой части крови, где освобождающийся Nа+ соединяется с избыточным НСО3-, (образуя Н2СО3). Благодаря этому восстанавливается щелочной резерв крови, что предотвращает развитие ацидоза. В капиллярах лёгких, в условиях низкого рСO2 и высокого рO2, Hb присоединяет кислород с образованием HbO2, высвобождается СО2. При этом НСО3— из плазмы крови поступает в эритроциты (в обмен на ионы Cl—) и взаимодействует с Н+, отщепившимся от Hb в момент его оксигенации. Образующаяся Н2СО3 под влиянием карбоангидразы расщепляется на СО2 и Н2O. СО2 диффундирует в альвеолы и выводится из организма.
Буферные системы - это только первая линия защиты постоянства рН внутренней среды организма. В ответ на любой сдвиг КОС реагируют сразу все буферы, а не один, причем это происходит одномоментно, с изменением баланса компонентов каждого из них. Большое значение в поддержании постоянства количества ионов в жидких средах организма играют карбонаты костной ткани. Карбонаты костной ткани функционируют как депо для буферных систем организма. В костях содержится большое количество солей угольной кислоты: карбонаты кальция, натрия, калия и др. При остром увеличении содержания кислот (например, при острой сердечной, дыхательной или почечной недостаточности, шоке, коме и других состояниях) кости могут обеспечивать до 30-40% буферной ёмкости. Высвобождение карбоната кальция в плазму крови способствует эффективной нейтрализации избытка Н+. В условиях хронической нагрузки кислыми соединениями (например, при хронической сердечной, печёночной, почечной, дыхательной недостаточности) кости могут обеспечивать до 50% буферной ёмкости биологических жидкостей организма. В процессе метаболизма в организме образуется значительно больше кислых продуктов распада, чем щелочных. Кроме того, подлежат нейтрализации и кислоты, поступающие в организм вместе с пищей. Все это приводит к расходованию бикарбонатов плазмы, за счет которых в значительной степени обеспечивается текущее поддержание уровня рН внутренней среды на заданном физиологическом уровне. В связи с этим необходимо рассмотреть, каким образом происходит восстановление в организме запасов бикарбонатов, то есть, как осуществляется поддержание щелочного резерва организма. В этом процессе ведущую роль занимает реакция между угольной кислотой и хлористым натрием, запасы которого в плазме крови тщательно контролируются посредством нижеследующей реакции: Н2СО3 + NaCl = NaНСО3 + НCl Образовавшиеся в результате этой реакции бикарбонаты пополняют щелочной резерв, а соляная кислота поступает в эритроциты, где, соединяясь с белками, образует кислые альбуминаты. При уменьшении в крови парциального давления углекислого газа процесс идет в обратном направлении. Кроме того, в формировании щелочного резерва принимают участие щелочные протеинаты и соли гемоглобина. Наряду с мощными и быстродействующими химическими системами в организме функционируют органные механизмы компенсации и устранения сдвигов КОС. Для их реализации и достижения необходимого эффекта требуется больше времени — от нескольких минут до нескольких часов и дней. К наиболее эффективным физиологическим механизмам регуляции КОС относят процессы, протекающие в лёгких, почках, печени и ЖКТ и др.
Физиологические (органные) механизмы регуляции КОС.
Лёгкие обеспечивают устранение или уменьшение сдвигов КОС путём изменения объёма альвеолярной вентиляции. Это достаточно мобильный механизм — уже через 1—3 мин. после изменения объёма альвеолярной вентиляции компенсируются или устраняются сдвиги КОС, в то время как буферным системам крови на это требуется около 30 сек. Причиной изменения объёма дыхания является прямое или рефлекторное изменение возбудимости нейронов дыхательного центра. Снижение рН в жидкостях организма (плазма крови, спиномозговая жидкость) является специфическим рефлекторным стимулом увеличения частоты и глубины дыхательных движений. Вследствие этого лёгкие выделяют избыток СО2 (образующийся при диссоциации угольной кислоты). В результате содержание Н+ (НСO3— + Н+ = Н2СO3 Н2O + СO2) в плазме крови и других жидкостях организма снижается. Повышение рН в жидких средах организма снижает возбудимость инспираторных нейронов дыхательного центра. Это приводит к уменьшению альвеолярной вентиляции и уменьшению выведения из организма СО2, т.е. к гиперкапнии. В связи с этим в жидких средах организма возрастает уровень угольной кислоты, диссоциирующей с образованием Н+, т.е. показатель рН снижается. Следовательно, система внешнего дыхания довольно быстро (в течение нескольких минут) способна устранить или уменьшить сдвиги рН и предотвратить развитие ацидоза или алкалоза. Почки обеспечивают активное выведение из организма с мочой ряда веществ с кислыми или основными свойствами, а также поддерживают концентрацию бикарбонатов крови. К главным механизмам уменьшения или устранения сдвигов КОС крови, реализуемых нефронами почек, относят:
Ацидогенез, аммониогенез, секрецию фосфатов и К+ Na+ - обменный механизм Берлинера.
Ацидогенез. Этот энергозависимый процесс, протекающий в эпителии дистальных отделов нефрона и собирательных трубочек, обеспечивает секрецию в просвет канальцев Н+ в обмен на реабсорбируемый Na+. Количество секретируемого Н+ эквивалентно его количеству, попадающему в кровь с нелетучими кислотами и Н2СO3. Реабсорбированный из просвета канальцев в плазму крови Na+ участвует в регенерации плазменной бикарбонатной буферной системы. Ацидогенез, как и аммониогенез, реализуется эпителием канальцев нефрона и собирательных трубочек.
Аммониогенез осуществляется путём окислительного дезаминирования аминокислот, преимущественно (примерно на 2/3) глутаминовой, в меньшей мере – аланина, аспарагина, лейцина, гистидина. Образующийся при этом аммиак диффундирует в просвет канальцев. Там NH3 присоединяет ион Н+ с образованием иона аммония (NH4+). Ионы NH4+ замеают Na+ в солях и выделяются с мочой преимущественно в виде NH4Сl и (NH4)2SO4. В кровь при этом поступает эквивалентное количество гидрокарбоната натрия, обеспечивающего регенерацию гидрокарбонатной буферной системы.
Секреция фосфатов осуществляется эпителием дистальных канальцев при участии фосфатной буферной системы: Na2НРO4 + Н2СО3 = NaH2P04 + NaНСО3. Образующийся гидрокарбонат натрия реабсорбируется в кровь и поддерживает гидрокарбонатный буфер, а Na2НРO4 выводится из организма с мочой. Таким образом, секреция Н+ эпителием канальцев при реализации трёх описанных выше механизмов (ацидогенеза, аммониогене- за, секреции фосфатов) сопряжена с образованием гидрокарбоната и поступлением его в плазму крови. Это обеспечивает постоянное поддержание одной из наиболее важных, ёмких и мобильных буферных систем — гидрокарбонатной и как следствие — эффективное устранение или уменьшение опасных для организма сдвигов КОС. К+ Na+-обменный механизм (обмен Берлинера), реализуемый в дистальных отделах нефрона и начальных участках собирательных трубочек, обеспечивает обмен Na+ первичной мочи на К+, выводящийся в неё эпителиальными клетками. При этом натрий реабсорбируется, обеспечивая поддержание концентрации бикарбоната натрия в крови, а с мочой выделяются не натриевые, а калиевые соли. Реабсорбированный Na+ в жидких средах организма участвует в регенерации гидрокарбонатной буферной системы. КалийНатриевый обмен контролируется альдостероном. Более того, альдостерон регулирует (увеличивает) объём секреции и экскреции Н+. Таким образом, почечные механизмы устранения или уменьшения сдвигов КОС осуществляются путём экскреции Н+ и восстановления резерва гидрокарбонатной буферной системы в жидких средах организма.
Печень играет существенную роль в компенсации сдвигов КОС. В ней, с одной стороны, действуют общие внутри- и внеклеточные буферные системы (гидрокарбонатная, белковая и др.), с другой стороны, в гепатоцитах осуществляются различные реакции метаболизма, имеющие прямое отношение к устранению расстройств КОС:
Синтез белков крови, входящих в белковую буферную систему. В пече ни образуются все альбумины, а также фибриноген, протромбин, проконвертин, проакцелерин, гепарин, ряд глобулинов и ферментов.
Образование аммиака, способного нейтрализовать кислоты как в самих гепатоцитах, так и в плазме крови и в межклеточной жидкости.
Синтез глюкозы из неуглеводных веществ — аминокислот, глицерина, лактата, пирувата. Включение этих органических нелетучих кислот при образовании глюкозы обеспечивает снижение их содержания в клетках и биологических жидкостях. Так, молочная кислота, которую многие органы и ткани не способны метаболизировать, в гепатоцитах примерно на 80% трансформируется в Н2О и СО2, а оставшееся количество ресинтезируется в глюкозу. Таким образом, лактат превращается в нейтральные продукты. Выведение из организма нелетучих кислот — глюкуроновой и серной при детоксикации продуктов метаболизма и ксенобиотиков. Экскреция в кишечник кислых и основных веществ с жёлчью.
Желудок участвует главным образом путём изменения секреции соляной кислоты: при защелачивании жидких сред организма этот процесс тормозится, а при закислении — усиливается. Обкладочные клетки слизистой желудка, синтезируя соляную кислоту (рН чистого желудочного сока колеблется в пределах от 1.5 до 1.8), связывают значительные количества анионов хлора. Освобождающийся катион Na+ (после диссоциации: NaС1 = Na++ С1-), участвуя в образовании бикарбонатов, увеличивает щелочные резервы организма. В связи с этим хроническая потеря организмом желудочного сока, например, при неукротимой рвоте, способна сместить КОС в щелочную сторону.
Кишечник способствует уменьшению или устранению сдвигов КОС посредством: – Секреции кишечного сока, содержащего большое количество гидрокарбоната. При этом в плазму крови поступает Н+. – Изменения количества всасываемой жидкости. Это способствует нормализации водного и электролитного баланса в клетках, во внеклеточной и других биологических жидкостях и как следствие — нормализации рН. – Реабсорбции компонентов буферных систем К+, Са2+, НСО3-). Ненормально повышенное выведение из организма кишечных пищеварительных соков (имеющих щелочную реакцию рН = 7.2-8.4) может истощить щелочные резервы и сместить КОС в кислую сторону.
Поджелудочная железа способствует компенсации сдвигов КОС при помощи гидрокарбоната. Его секреция увеличивается при алкалозах и уменьшается в условиях ацидоза.
Кожа может в условиях избытка нелетучих кислот и оснований выделять последние с потом. Это имеет особое значение при нарушении функции почек
68. Белки плазмы крови: состав, его изменения при некоторых патологических состояниях. Альбумины: функции, вклад в онкотическое давление плазмы. Глобулины: классификация, функции. Белки «острой фазы» воспаления.
Из 9–10% сухого остатка плазмы крови на долю белков приходится 6,5–8,5%. Используя метод высаливания нейтральными солями, белки плазмы крови можно разделить на три группы: альбумины, глобулины и фибриноген. Нормальное содержание альбуминов в плазме крови составляет 40–60 г/л, глобулинов – 20–30 г/л, фибриногена – 2,4 г/л. Синтез белков плазмы крови осуществляется преимущественно в клетках печени и ретикулоэндотелиальной системы.
Роль белков плазмы крови:
Поддерживают коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление и тем самым постоянный объем крови.
Принимают активное участие в свертывании крови.
Определяют вязкость крови.
Принимают участие в поддержании постоянного рН крови, так как составляют одну из важнейших буферных систем крови.
Выполняют транспортную функцию (холестерин, билирубин, гормоны, лекарственные препараты и др.).
Белки плазмы играют важную роль в процессах иммунитета (особенно это касается иммуноглобулинов).
В результате образования с белками плазмы недиализируемых комплексов поддерживается уровень катионов в крови. Например, 40–50% кальция сыворотки связано с белками, значительная часть железа, магния,меди и других элементов также связана с белками сыворотки.
Белки плазмы крови могут служить резервом аминокислот.
Современные физико-химические методы позволили открыть и описать около 100 различных белковых компонентов плазмы крови. Особое значение приобрело электрофоретическое разделение белков плазмы (сыворотки) крови. Метод основан на том, что при определённом значении рН и ионной силы раствора белки двигаются в электрическом поле со скоростью, пропорциональной их суммарному заряду. Белки, имеющие суммарный отрицательный заряд, двигаются к аноду (+), а положительно заряженные белки - к катоду (-).
Электрофорез проводят на различных носителях: бумаге, крахмальном геле, полиакриламидном геле и др. В отличие от электрофореза на бумаге, где скорость движения белков пропорциональна только их суммарному заряду, в полиакриламидном геле скорость движения белков пропорциональна их молекулярным массам.
В сыворотке крови здорового человека при электрофорезе на бумаге можно обнаружить 5 фракций: альбумины, α1-, α2-, β-, γ-глобулины. Методом электрофореза в крахмальном или полиакриламидном геле – до 16–17 фракций.
У здорового человека количественные соотношения между белковыми фракциями постоянны. В норме альбумино-глобулиновый коэффициент
Альбумины - простые низкомолекулярные гидрофильные белки. Молекула альбумина содержит много дикарбоновых аминокислот, поэтому может удерживать в крови катионы Са2+, Сu2+, Zn2+. Молекулярная масса 67 кДа. Альбумины, как и большинство других белков плазмы крови, синтезируются в печени.
Функции альбуминов определяются их высокой гидрофильностью и высокой концентрацией в плазме крови. Глобулярный белок плазмы крови, синтезируется исключительно в печени. Молекулярная масса 69 кДа, существует микрогетерогенность молекул альбумина, что связано с количеством и качеством агрегированных с альбумином молекул.
Поддержание коллоидно-осмотического (онкотического) давления крови (благодаря высокой гидрофильности).
Транспортная функция – благодаря большому количеству заряженных и гидрофобных участков альбумин переносит:
пигменты – билирубин, уробилин (одна молекула альбумина может одновременно связать 25-50 молекул билирубина),
длинноцепочечные жирные кислоты – основная физиологическая функция сывороточного альбумина (6-8 молекул на одну молекулу альбумина),
катионы (например, Ca2+ и Mg2+), благодаря большому количеству глутамата, другие металлы (ртуть), также способен связать анионы (Cl–),
соли желчных кислот,
витамины,
гормоны (альдостерон, прогестерон, гидрокортизон),
органические красители,
лекарственные вещества (дигоксин, барбитураты, пенициллин, ацетилсалициловая кислота, сердечные гликозиды).
Снижение концентрации альбумина наступает при больших потерях белка, связанных с кровотечением, при нарушении синтеза альбумина или увеличении скорости его распада.
α 1-глобулины
Во фракции α1-глобулинов наиболее исследованными являются α1- антитрипсин, α1-липопротеин и α1-гликопротеин, α1-фетопротеин, α1-антихимотрипсин.
α1-антитрипсин (α1-протеиназный ингибитор), гликопротеин, образуется в печени, белок острой фазы, является ингибитором протеиназ (трипсина, химотрипсина, калликреина, плазмина, эластазы лейкоцитов) и обусловливает 92-94% от общей антипротеолитической функции крови.
Концентрация возрастает при воспалительных процессах, злокачественных образованиях, при действии гормонов (беременность, стероидная терапия), системной красной волчанке. Снижается количество белка при эмфиземе легких, хроническом аутоиммунном гепатите (ювенильный цирроз).
α1-антихимотрипсин (ранее α1-гликопротеин Шульца) является одним из реагирующих первыми белков острой фазы (уровень в сыворотке может удваиваться в течение нескольких часов), представляет собой слабый специфический ингибитор химотрипсина, вместе с тем отмечена его активность по отношению и к другим протеазам. Увеличение концентрации белка обусловлено острофазовыми реакциями: воспаление, травма после хирургической операции, инфаркт миокарда, бактериальные инфекции.
преальбумин - тироксинсвязывающий преальбумин. Это белок острой фазы, относится к фракции альбуминов. имеет тетрамерную структуру и способен присоединять в одном центре связывания ретинолсвязывающий белок, а в другом - до двух молекул тироксина и трийодтиронина. Соединение с этими лигандами происходит независимо друг от друга. В транспорте последних транстиретин играет существенно меньшую роль по сравнению с тироксинсвязывающим глобулином.
α 2-глобулины
Во фракции α2-глобулинов наиболее важными для диагностики являются α2-макроглобулин, гаптоглобин, церулоплазмин. Также к этой фракции относятся ангиотензиноген, α2-гликопротеин связанный с беременностью, α2-HS-гликопротеин,α2-антиплазмин,.
α2-макроглобулин – цинксодержащий белок острой фазы, содержит 4 идентичных субъединицы и включает углеводный компонент. Белок синтезируется в печени и в иммунокомпетентных клетках. Белок контролирует развитие инфекций и воспалительных процессов, является ингибитором протеиназ (как свертывающей системы крови, так и других) – плазмина, пепсина, трипсина, химотрипсина, эндопептидаз, катепсина D, тромбина, калликреина.
Повышение его количества выявляется при циррозе печени, остром и хроническом гепатите, эндокринных заболеваниях (сахарный диабет, микседема), при беременности и лечении эстрогенами, нефротическом синдроме. Снижение – при ревматическом полиартрите, потере белка или недостаточности его в питании, диссеминированном свертывании крови, фибринолитической терапии.
Гаптоглобин – типичный представитель белков острой фазы, синтезируется в печени и в низких концентрациях присутствует во многих жидкостях организма – ликворе, лимфе, синовиальной жидкости, желчи.
Белок обладает следующими функциями:
связывает α- и β-димеры гемоглобина плазмы и предохраняет организм от потери железа, данный комплекс разрушается в клетках РЭС и печени,
выполняет неспецифическую защитную функцию, комплексируясь с белковыми и небелковыми веществами, появляющимися при распаде клеток,
участвует в транспорте витамина В12.
Концентрация белка неспецифически повышается в ответ на повреждение ткани, воспаление, опухолевый процесс (особенно с метастазами). Высокие показатели наблюдаются при сахарном диабете, пиелонефрите, ожогах, острых и хронических воспалительных состояниях, некрозе тканей, инфаркте миокарда, активных аутоиммунных заболеваниях, механической желтухе. Снижение количества белка отмечено при поражении паренхимы печени, гемолизе и гемолитических анемиях, беременности, при использовании эстрогенов. При нефротическом синдроме уровень белка может изменяться в любую сторону в зависимости от генотипа пациента, т.е. от преобладания тех или иных изоформ.
Церулоплазмин (ферроксидаза), содержит 8 атомов меди. Это белок острой фазы, содержит 90% всей меди плазмы и способствует насыщению железом апотрансферрина, участвует в обмене биогенных аминов (адреналина, норадреналина, серотонина) и аскорбиновой кислоты, регулирует уровень симпатических медиаторов мозга, как сывороточный антиоксидант ликвидирует супероксидные радикалы кислорода, восстанавливает О2 до воды и предотвращает окисление ненасыщенных жирных кислот. Отчасти церулоплазмин транспортирует ионы меди из печени в другие органы.
Повышенные концентрации выявляются при хронических воспалительных процессах, холестазе, ревматоидном артрите, системной красной волчанке, гепатите, циррозе печени, инфаркте миокарда, острых инфекциях, злокачественных новообразованиях с метастазами, при беременности и использовании эстрогенов. Уменьшение показателя выявлено при снижении синтеза фермента (болезнь Вильсона-Коновалова), повышенной потере (заболевания ЖКТ, нефротический синдром), уменьшении абсорбции меди в кишечнике (нарушения всасывания, недостаточность питания).
С-реактивный белок (СРБ) – белок, способный преципитировать (в присутствии Са2+) С-полисахарид клеточной стенки пневмококка.
Биологическая роль его определяется способностью активировать фагоцитоз и ингибировать процесс агрегации тромбоцитов. У здоровых людей концентрация С-РБ в плазме ничтожно мала и стандартными методами не определяется. При остром воспалительном процессе она увеличивается более чем в 20 раз, в этом случае СРБ обнаруживается в крови. Исследование С-РБ имеет преимущество перед другими маркерами воспалительного процесса: определением СОЭ и подсчётом числа лейкоцитов. Данный показатель более чувствителен, его увеличение происходит раньше и после выздоровления быстрее возвращается к норме.
β -глобулины
Фракция β-глобулинов содержит трансферрин, гемопексин, компоненты комплемента.
В свежей сыворотке эта фракция часто разделена, меньшая β2-фракция в основном обусловлена β-липопротеинами.
Трансферрин – гликопротеин плазмы, имеет два центра связывания железа, присоединяет только трехвалентное железо вместе с анионом гидрокарбоната, синтезируется в печени и РЭС. Функции белка заключаются в связывании железа, превращении его в деионизированную форму и транспорте между тканями, в основном, между печенью и костным мозгом.
Накопление трансферрина вызывают эстрогены и дефицит железа. Снижается показатель при хроническом воспалении, злокачественных опухолях.
Гемопексин – гемсвязывающий гликопротеин, синтезируется в гепатоцитах, также связывает порфирин, гемсодержащие хромопротеины (гемоглобин, миоглобин, каталазу),доставляя их в печень, где происходит распад гема и связывание железа с ферритином. Уровень белка повышается при беременности, опухолях (особенно меланоме), сахарном диабете, мышечной дистрофии. Снижение выявляется при гемолизе (более чувствительный тестпо сравнению с гаптоглобином, так как гемопексин не является белком острой фазы), гемолитических анемиях, заболеваниях печени, недостаточности белка в пище.
Стероид-связывающий β-глобулин синтезируется в печени, транспортирует половые гормоны тестостерон (около 60% циркулирующего гормона), эстрадиол, другие 17-β-гидроксистероиды, что регулирует свободную (активную) фракцию гормонов. Синтез белка стимулируется эстрадиолом, подавляется андрогенами. Увеличение выявляется при беременности, приеме гормональных контрацептивов, гиперэстрогенемии. Уменьшение концентрации белка отмечено при заболеваниях печени и нефротическом синдроме, гормональных нарушениях – гиперандрогенемии, инсулинорезистентности, акромегалии, синдроме Кушинга, гипотиреозе и гиперпролактинемии.
Белки острой фазы воспаления - это белки, содержание которых увеличивается в плазме крови при остром воспалительном процессе. К ним относятся, например, следующие белки:
гаптоглобин;
церулоплазмин;
С-реактивный белок;
α1-антитрипсин;
фибриноген (компонент свёртывающей системы крови).
Скорость синтеза этих белков увеличивается прежде всего за счёт снижения образования трансферрина и альбуминов.
Биологическая роль белков острой фазы:
являются ингибиторами ферментов, освобождаемых при разрушении клеток, и предупреждают вторичное повреждение тканей;
обладают иммунодепрессорным действием
Основной индуктор синтеза большинства белков острой фазы в гепатоцитах - интерлейкин-1, освобождающийся из мононуклеарных фагоцитов. С-реактивный белок может стимулировать систему комплемента, и его концентрация в крови, например, при обострении ревматоидного артрита может возрастать в 30 раз по сравнению с нормой. Белок плазмы крови а1-антитрипсин может инактивировать некоторые протеазы, освобождающиеся в острой фазе воспаления.
Иммуноглобулины, или антитела, - специфические белки, вырабатываемые В-лимфоцитами в ответ на попадание в организм чужеродных структур, называемых антигенами. Относятся к классу гликопротеинов. Все иммуноглобулины характеризуются общим планом строения.
Строение мономера иммуноглобулина на примере IgG:
Молекула IgG состоит из четырёх полипептидных цепей: двух идентичных лёгких (L - от англ. light), содержащих около 220 аминокислотных остатков, и двух тяжёлых (Н - от англ. heavy), состоящих из 440 аминокислот каждая. Все 4 цепи соединены друг с другом множеством нековалентных и четырьмя дисульфидными связями.
Лёгкие цепи IgG состоят из 2 доменов: вариабельного (V), находящегося в Nконцевой области полипептидной цепи, и константного (C), расположенного на С-конце. Домены тяжёлых цепей IgG имеют гомологичное строение с доменами лёгких цепей. Между двумя константными доменами тяжёлых цепей есть участок, содержащий большое количество остатков пролина, которые препятствуют формированию вторичной структуры и взаимодействию соседних Н-цепей на этом отрезке. Этот участок называют «шарнирной областью»; он придаёт молекуле гибкость.
Между вариабельными доменами тяжёлых и лёгких цепей находятся два идентичных участка, связывающих два одинаковых специфических антигена. В связывании антигена с антителом участвует не вся аминокислотная последовательность вариабельных доменов обеих цепей, а всего лишь 20-30 аминокислот, расположенных в гипервариабельных областях каждой цепи. Именно эти области определяют уникальные способности каждого клона антител взаимодействовать с соответствующим (комплементарным) антигеном.
Основные функции антител - обнаружение и связывание чужеродных антигенов, находящихся в организме вне его клеток (в крови, лимфе, межклеточной жидкости, в слизистых секретах). Кроме того, благодаря связыванию антигена с антителом облегчается процесс дальнейшего разрушения чужеродных веществ.
Существует 5 классов тяжёлых цепей иммуноглобулинов, отличающихся по строению константных доменов. В соответствии с ними различают 5 классов иммуноглобулинов: A, D, E, G и M.
Иммуноглобулины М - первый класс антител, синтезирующийся в развивающихся В-лимфоцитах (ранние антитела). Различают 2 формы IgM: мономерная, мембранносвязанная форма и пентамерная, секретируемая В-лимфоцитами в кровь.
Иммуноглобулины G – поздние антитела. В количественном отношении IgG доминируют в крови и составляют около 75% от общего количества этих белков. IgG - единственный класс антител, способный проникать через плацентарный барьер и обеспечивать внутриутробную защиту плода от инфекций.
Иммуноглобулины А. Основной класс антител, присутствующий в секретах желёз организма (слюны, молока, пищеварительного сока, секретов дыхательных путей). Антитела, защищающие слизистые оболочки В сыворотке крови его содержание не превышает 10-15% от общего количества иммуноглобулинов.
Иммуноглобулины Е (реагины). После синтеза и секреции в кровь Влимфоцитами IgE связываются своими С-концевыми участками с соответствующими рецепторами на поверхности тучных клеток и базофилов.
В результате они становятся рецепторами антигенов на поверхности данных клеток поэтому в свободном виде иммуноглобулин Е присутствует в плазме крови в ничтожных количествах.
Иммуноглобулины D обнаружены в крови в очень малых количествах и играют роль рецепторов В-лимфоцитов.
Лизоцим относится к лизосомальным ферментам, содержится в слезах, слюне, носовой слизи, секрете слизистых оболочек, сыворотке крови и экстрактах органов и тканей, молоке, много лизоцима в белке яиц кур.
Лизоцим устойчив к нагреванию (инактивируется при кипячении), обладает свойством лизировать живые и убитые, в основном грамположительные, микроорганизмы.
Белки системы комплемента – к этой системе относятся 20 белков, циркулирующих в крови в форме неактивных предшественников. Их активация происходит под действием специфических веществ, обладающих протеолитической активностью. Продукты протеолиза обладают высокой биологической активностью.